Imec dimostra FinFET ibrido

9 luglio 2018

LEUVEN, Belgio, 9 luglio 2018 — Oggi, all'Imec Technology Forum USA a San Francisco, imec, il polo di ricerca e innovazione leader a livello mondiale nel campo della nanoelettronica e della tecnologia digitale, ha annunciato di aver dimostrato consumi ultrabassi, alta ricetrasmettitori ottici a larghezza di banda attraverso l'integrazione ibrida delle tecnologie Silicon Photonics e FinFET CMOS. Con un consumo energetico dinamico di soli 230fJ/bit e un ingombro di appena 0,025 mm2, i ricetrasmettitori ottici senza ritorno a zero da 40 Gb/s segnano un'importante pietra miliare nella realizzazione di soluzioni I/O ottiche multi-Tb/s ultra-dense per le applicazioni informatiche ad alte prestazioni di prossima generazione.

La domanda in crescita esponenziale di larghezza di banda I/O negli switch dei data center e nei nodi di calcolo ad alte prestazioni sta guidando la necessità di una stretta cointegrazione delle interconnessioni ottiche con la logica CMOS avanzata, coprendo un'ampia gamma di distanze di interconnessione (1 m-500 m+). Nel lavoro presentato, un driver FinFET differenziale è stato co-progettato con un modulatore ad anello Silicon Photonics e ha raggiunto una modulazione ottica NRZ di 40 Gb/s con un consumo energetico dinamico di 154 fJ/bit. Il ricevitore includeva un amplificatore a transimpedenza (TIA) FinFET ottimizzato per il funzionamento con un fotodiodo a guida d'onda Ge, consentendo il fotorilevamento NRZ da 40 Gb/s con una sensibilità stimata di -10 dBm con un consumo energetico di 75 fJ/bit. La trasmissione e la ricezione dei dati di alta qualità sono state dimostrate anche in un esperimento di loop-back alla lunghezza d'onda di 1330 nm su fibra monomodale standard (SMF) con margine di collegamento di 2 dB. Infine, è stato dimostrato un trasmettitore WDM (wavelength-division multiplexing) da 4x40 Gb/s con controllo termico integrato, che consente di scalare la larghezza di banda oltre i 100 Gb/s per fibra.

"La piattaforma ibrida FinFET-Silicon Photonics dimostrata integra circuiti CMOS FinFET da 14 nm ad alte prestazioni con la tecnologia Silicon Photonics di imec da 300 mm attraverso micro-bump Cu densi e a bassa capacità. L'attenta co-progettazione di questa piattaforma combinata ci ha permesso di dimostrare 40 Gb/s Ricetrasmettitori ottici NRZ con un consumo energetico estremamente basso e un'elevata densità di larghezza di banda", afferma Joris Van Campenhout, direttore del programma di ricerca e sviluppo I/O ottico presso imec. "Attraverso le ottimizzazioni della progettazione, prevediamo di migliorare ulteriormente la velocità dei dati a canale singolo fino a 56 Gb/s NRZ. Combinati con il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda, questi ricetrasmettitori forniscono un percorso di scalabilità verso interconnessioni ottiche ultracompatte, multi-Tb/s, che sono essenziale per i sistemi ad alte prestazioni di prossima generazione."

Questo lavoro è stato svolto come parte del programma di ricerca e sviluppo di affiliazione industriale di imec sugli I/O ottici ed è stato presentato al Simposio 2018 sulla tecnologia e sui circuiti VLSI (giugno 2018) in un documento "late news". Le tecnologie Silicon Photonics di Imec da 200 mm e 300 mm sono disponibili per la valutazione da parte di aziende e mondo accademico attraverso il servizio di prototipazione di imec e il servizio wafer multi-progetto (MPW) iSiPP50G.

Fonte: imec